极化与黏附力的竞争在最小模型中产生方向性迁移偏置

左右轴的指定通过细胞尺度的非对称信号级联建立胚胞晚期性。我们先前报道，在受限的内皮细胞（和成纤维细胞）成对呈现持续圆形运动时，存在方向性偏置，而细胞骨架张力可调节该方向。该实验设置的相对简单性使其成为测试这些系统能否赋予可调节方向性迁移偏置的物理力的理想场。我们构建了一个模型，将自主驱动的生物学细胞置于受限环境中，细胞对受限、极化和两两间的排斥力作出响应。我们的框架再现了三个关键的实验观察：受限细胞对的自发相干圆形运动、当细胞具有非对称性质时方向偏置的出现，以及张力调节旋转方向的切换。需要两个关键假设：来自细胞骨架组织的内部扭矩（此前在其他细胞系统中观察到），以及细胞之间的非对称极化响应——这引入了每个细胞重新定向其迁移方向速度之间的差异。对女儿细胞对的新实验支持了这种非对称性要求。通过调节极化响应时间尺度（或强度）相对于受限和细胞间黏附力的中心化力，可以放大或反转细胞的方向性迁移偏置。